홍삼의 효과는 장내미생물에 따라 다르다 (feat. 대사증후군)

안녕하세요, 덕은본디로한의원 성은학 원장입니다.

오늘은 지난 9월 말 제주도에서 열렸던 2024 ICMART(International Council of Medical Acupuncture and Related Techniques) 국제학술대회에 제가 과거에 진행했던 연구가 발표되어 간단하게 소개드리고자 합니다.

포스터 발표는 은사님이신 김호준 교수님께서 진행해주셨습니다 :)

주제는 무엇인가요?

홍삼이 대사증후군에 미치는 영향을 개인맞춤의학(Personalized medicine) 관점에서 평가한 무작위배정, 이중맹검, 위약 대조 임상시험 입니다.

대사증후군이란, 비만(특히 복부 비만), 인슐린 저항성, 고혈당, 당뇨전단계, 이상지질혈증 및 고혈압을 포함한 묶음 질환입니다.

홍삼이 개개인의 장내미생물 균총에 따라서 대사 증후군에 어떤 영향을 미치는가를 확인했습니다.

연구 설계는 어떻게 되나요?

단일센터연구: 동국대학교일산한방병원에서 수행했습니다.

무작위배정: 랜덤코드생성 프로그램을 이용하였습니다.

이중맹검: 참가자, 연구자 모두 연구 종료시까지 누가 홍삼을 투약하는지 알지 못합니다.

위약대조: 홍삼 캡슐과 모양과 맛이 비슷한 위약 캡슐을 사용했습니다.

연구는 어떻게 진행되었나요?

66명의 지원자 중 대사증후군 관련 연구 기준을 충족하는 60명의 참가자가 발생했습니다.

참가자들은 홍삼 그룹 (n=30), 위약 그룹 (n=30)에 무작위로 배정되어

8주동안 매일 홍삼 캡슐(홍삼 분말 100%, 6,000mg/일) 혹은 위약 캡슐(셀로로오스, 말토덱스트린 등으로 구성)을 투약했습니다.

스크리닝 날짜(0day)를 포함, 2/4/6/8 주차에 병원에 방문하여 검사를 진행했습니다.

진행된 검사는 혈액검사 (인슐린, 글루코스, 중성지방, HbA1c, 총콜레스테롤, HDL, LDL, CRP 등) 및 체중, 복부둘레, 설문 등이었습니다.

결과는 어땠나요?

홍삼 그룹 30명 중 5명이, 위약 그룹 30명 중 5명이 중도 탈락하여 총 50명의 참가자들이 분석대상에 포함되었습니다.

1. 홍삼 복용의 영향

• 홍삼 투여 후 장내미생물에 관계없이, 수축기혈압이 유의미하게 감소하는 것이 확인되었습니다.

(수축기 혈압이 2mmHg 감소하면 중년층의 뇌졸중 및 허혈성 심장 질환으로 인한 사망 위험이 각각 10%, 7% 감소하며, 다른 심혈관계 합병증도 감소했다는 연구가 있습니다. 홍삼 복용이 유의미한 혈압감소 효과를 가져왔다고 해석할 수 있습니다.)

• 전체집단을 바탕으로 한 분석에서는 혈당 및 지질관련 지표들의 유의미한 변화는 확인되지 않았습니다.

2. 장내 미생물과의 상호작용

• 16S rRNA 시퀀싱을 이용한 장내미생물 분석 결과, 홍삼 복용 후 Bacteroidetes 증가 및 Firmicutes의 감소경향이 확인되었습니다.

(기존 연구 들에서는, Firmicutes/Bacteroidetes 비를 F/B ratio라고 언급하고 있습니다. F/B ratio가 증가하면 에너지 추출을 촉진하여 숙주의 지방 조직에 에너지 저장이 증가하는 것과 관련이 있을 수 있는데, 홍삼 복용은 F/B ratio를 감소시키는 경향으로 에너지 저장을 감소시킨다고 유추할 수 있습니다.)

• 추가적으로, 일반적으로 장내미생물 불균형(dysbiosis) 및 염증상태와 관련이 많다고 알려진 Proteobacteria가 홍삼 투약 후 유의미하게 감소하는 것이 확인되었습니다.

• 홍삼의 성분 중 다당류, 특히 황산화 산성 다당류는 장내 미생물 군집의 균형을 유지하고, Lactobacillus 및 Bacteroides 종을 포함한 유익한 프로바이오틱스 균의 성장을 자극하며, 대사산물의 흡수를 향상시키는 등 프리바이오틱스와 유사한 특성을 가지고 있는 것으로 나타났습니다.

• 홍삼은 숙주의 장내 미생물과 상호 작용하는 것으로 확인되어, 잠재적으로 유망한 프리바이오틱스 후보로 간주됩니다.

3. 개인 맞춤 의학적 관점(Personalized Medicine)

• 연구 참여자들을 기준 시점의 Bacteroides 및 Prevotella 풍부도에 따라 장 유형 1 및 2로 분류했습니다. (Bacteroides는 장 유형 1에서 장 유형 2보다 유의하게 높았고(p < 0.001), Prevotella는 장 유형 2에서 장 유형 1보다 유의하게 높았습니다(p < 0.001).)

• 장 유형 1은 장 유형 2보다 홍삼 섭취 후 HOMA-IR 및 혈청 인슐린 수치 감소 경향을 보였습니다.

( Bacteroides는 홍삼의 주요 활성 성분인 ginsenosides를 CK, protopanaxadiol, Rh1, Rh2, F1으로 더 효과적으로 전환시킬 수 있기 때문입니다.)

• 환자 계층화 분석에서는 Lachnospiraceae 및 Clostridiales가 풍부한 그룹에서 홍삼복용 후 혈청 TC 및 LDL 수치가 감소하는 결과를 보였습니다.

• 결과를 종합해보면 홍삼의 혈당 대사에 대한 효과가 장 유형에 따라 다를 수 있음을 유추할 수 있습니다. 따라서 사전에 장 유형 정보를 확보하는 것이 개별 대사 증후군 환자에 대한 홍삼의 혈당 항상성 효과를 예측하는 데 도움이 될 수 있겠습니다.

결론

• 개인별 맞춤의학 (Personalized Medicine)이란 개념은환자의 특성을 고려하여 질병을 예측하고 예방하며 맞춤형 의료 서비스를 제공하는 통합적인 접근 방식입니다. (다중 오믹스 기술과 장내 미생물 기반 중개 바이오마커 패터닝을 사용하여 숙주와 장내 미생물 간의 복잡한 상호 작용을 분석하여 대사 증후군에 대한 효과적인 개인 맞춤형 의학 접근 방식을 제공한다고 볼 수 있겠습니다.)

• 이번 연구의 기본 전제는 약물 반응의 차이가 기준선에서 장내 미생물 구성에 따라 달라진다는 것입니다. "장 유형"과 같은 장내 미생물 구성에 따라 환자를 계층화한 후 약물 효과를 개별적으로 분석하는 것이 핵심 전략 중 하나입니다.

"장 유형"은 Bacteroides, Prevotella, Ruminococcus와 같은 우세한 종의 구성에 의해 결정되는 세 가지 군집으로 장내 미생물을 분류하는 개념입니다. 미생물 프로필이 다르기 때문에 보효소, 지질, 아미노산, 탄수화물 대사를 포함한 기능적 구성과 특성이 다릅니다. 따라서 개개인은 특정 식단과 약물에 다르게 반응합니다. 실제로 많은 임상 연구에서 특정 장 유형과 관련된 식단, 식이 제품 또는 식이 보충제, 프로바이오틱스 또는 약물에 대해서차별적인 대사 또는 약리학적 반응을 확인했습니다.

• 이번 연구에서는 홍삼이 대사 증후군 환자에게 미치는 영향, 특히 혈당 매개변수에 대한 영향이 장 유형에 따라 다르다는 것을 발견했습니다. Bacteroides가 풍부한 장 유형 1은 Prevotella가 풍부한 장 유형 2보다 한국 홍삼 치료에 대한 혈당 조절 개선 효과가 더 컸으며, 개인 맞춤형 의학의 맥락에서 장 유형 분석이 대사 증후군 환자에 대한 한국 홍삼의 효과를 예측하는 데 유용할 수 있음을 확인했다고 볼 수 있습니다.

임상에서 어떤 부분을 참고해볼 수 있을까요?

• 장내미생물 분석은 10여년 전부터 굉장히 활발하게 연구되던 분야입니다. 크론병, 과민성 대장증후군, 대장암 등 소화기질환 뿐만 아니라, 자폐, 우울 등 정신과적 질환, 그리고 이번 연구 주제와 같은 대사성 질환과 관련해서도 진단 및 치료적 마커로 이용되고 있습니다.

• 저 역시 임상에서 장내미생물 분석을 이용하려는 구상을 했던 적이 있는데요, 치명적인 단점 때문에 실현하지 못했습니다. 바로 분변(feces, stool)에 있는 장내미생물의 DNA를 분석해야 하기 때문에, 환자분들의 변을 순조롭게 획득(?)해야 검사시행이 가능하다는 사실입니다. 대학병원 수준에서는 어느정도 환자분들의 협조를 얻어낼 수 있지만, 개인의원에서는 검사를 시행하기가 어려운 현실이지요...

• 하지만 연구를 진행하면서 임상에서도 정밀의학, 맞춤의학이 매우 필요하다는 인사이트를 얻었습니다. 한의학에서는 맞춤형 의학을 오래전부터 강조해왔습니다. 한의원에서 "체질"이라는 단어를 많이 들어보셨을텐데요, 한의학에서는 사상체질/팔강변증/장부변증 등 진단 툴을 통해 개개인에 따라서 다른 치법이 필요하다고 보고있습니다.

• 팔강변증 (음양, 표리, 한열, 허실)을 간단하게 예시로 들면 다음과 같습니다. 한증 상태(차가운 상태)의 환자에게 한성의 약을 처방하게 되면 당연히 상태가 나빠지겠지요! 면밀한 변증진단이 필요한 이유입니다. 한약은 전문가에게 진단 후에 받는게 좋겠다는 결론입니다.

ex) 팔강변증 알고리즘. (한의표준임상진료지침 "팔강변증"편에서 발췌)

- 음증/양증:심신의 기능 활동이 위축되는 상태를 음증, 기능 활동이 항진되어 호흡과 언어동작이 크고 공격적인 상태를 양증이라고 합니다. 예를 들어, 체온이 급격히 떨어지거나, 대소변을 참지 못하는 증상은 음증에 속하며, 고열, 땀이 많이 나거나, 정신이 혼미한 증상은 양증에 속합니다.

- 표증/이증/반표반리증:표증은 병사가 몸의 표면에 머물러 있는 상태, 이증은 병사가 몸 내부로 침입한 상태, 반표반리증은 병사가 몸의 표면과 내부 사이에 있는 상태를 말합니다. 예를 들어, 감기 초기처럼 오한, 발열, 콧물, 재채기, 인후통, 기침 등이 있는 경우는 표증에 속하며, 이증에서는 표증의 증상이 심해지거나, 목표 장기로 병사가 들어가 감염이나 손상이 본격화됩니다. 반표반리증은 한열왕래, 가슴 답답함, 구역질 등의 증상을 보입니다.

- 한증/열증:몸의 기능이 저하되어 차가운 상태를 한증, 몸에 열이 많아 기능이 항진된 상태를 열증이라고 합니다. 예를 들어, 추위를 많이 타거나, 손발이 차갑고, 몸이 무거운 증상은 한증에 속하며, 발열, 갈증, 얼굴이 붉어지는 증상은 열증에 속합니다.

- 허증/실증:정기가 부족한 상태를 허증, 사기가 왕성한 상태를 실증이라고 합니다. 예를 들어, 피로, 무기력, 식욕부진, 창백한 안색, 힘없는 맥 등은 허증의 증상이며, 흉복부 팽만, 답답함, 변비, 힘찬 맥 등은 실증의 증상입니다.

원 논문은 다음과 같습니다 :)

관심 있는 분들은 한 번 읽어보시기 바랍니다~!

Seong, E., Bose, S., Han, SY. et al. Positive influence of gut microbiota on the effects of Korean red ginseng in metabolic syndrome: a randomized, double-blind, placebo-controlled clinical trial. EPMA Journal12, 177–197 (2021). https://doi.org/10.1007/s13167-021-00243-4

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